探究种群的数量变化规律教学设计.doc

2012年北京市中小学优秀教学设计评选教学基本信息课题稳态与环境 第四章 种群和群落第2节 探究种群数量的变化规律学科生物学段：年级高二相关领域教材书名：生物 出版社：人民教育出版社 出版日期： 2007 年 1 月实施教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者崔娅唯北京市东城区宏志中施者崔娅唯北京市东城区宏志中导者郑近徐婕刘威孙颖北京教育学院东城分院北京教育学院东城分院北京市东城区宏志中学北京市东城区宏志中学 13671036788138013793661860127160513611205862课件制作者崔娅唯北京市东城区宏志中他参与者指导思想与理论依据1以学生为主体，小组合作学习，探究酵母菌在三种不同条件下种群数量的变化规律，以新课标为指导，通过观看视频，对数据、曲线、图形等材料进行分析讨论等课堂教学环节的设计，提高学生实验与探究能力、数据统计、分析能力、获取信息能力、综合运用能力等。2根据学生的实际情况来设计学生活动，包括利用数据绘制酵母菌的种群数量变化曲线，发现问题并解决问题，对曲线、图形等材料的分析满足学生探究的需要、获得新体验的需要、获得认可的需要。3生物课堂应与生产生活紧密相连，把理论与实际相结合，并将其应用于生产实践，解决实际问题。4运用“英特尔未来教育”的课堂设计思想，设计框架问题。教学背景分析教学内容：本节课是高二必修三稳态与环境教材的新授课内容。基于考试说明对生物学科能力的要求，结合生物课程标准倡导的课程理念和教学大纲的要求，本节课主要以种群数量的变化规律为主线探究了酵母菌的群体数量变化规律，分析了理想条件、资源有限条件、复杂条件下种群数量的变化规律，并建构相应的数学模型，重点分析了“J”型、“S”型增长曲线的特点，并将种群数量变化规律与实际生产生活相结合，解决实际问题。学生情况：1、班级情况：授课班级为高二（2）班，理科宏志班，共35人。由于宏志生所在区域初中生物教学差异较大，学生基础知识水平差距较大，教学中应照顾到各类学生。2、知识基础：学生在前一段时间的学习中，已经学习了种群的特征、模型建构、酵母菌等知识。 3、能力情况：学生的实验设计能力在前一段时间的教学中已经有所培养，具备一定的实验设计能力。4、情感情况：学生绝大多数喜欢生物课，认同生物知识与生产实践的密切联系，能够初步利用生物知识解释实际问题。教学方式：实验法、小组合作学习法、启发讲述与总结归纳法相结合教学手段：多媒体辅助教学、视频资料、学案 技术准备：多媒体教学设备教学目标(内容框架)知识与技能：1、 以酵母菌为研究对象，探究理想条件、资源有限条件、复杂条件下培养液中酵母菌种群数量的变化规律，绘制曲线，分析曲线特点、总结规律。2、 说出种群数量变化规律在生产、生活、实践中的应用。过程与方法：1、 尝试建构不同条件下种群增长的数学模型。2、 运用实验数据和资料，进行种群数量变化分析。3、 运用种群数量变化规律，进行生产实践中的应用。情感态度与价值观：1、 探讨不同条件下酵母菌种群数量的变化规律，体验数形转换，化抽象为直观的研究方法。2、 关注人类活动对种群数量变化的影响。3、 认同生命科学是一门实验科学。教学重点:1、尝试建构种群增长的数学模型。2、解释种群数量的变化规律。教学难点:建构种群增长的数学模型。问题框架(可选项)单元问题：种群数量会呈现出怎样的变化规律？内容问题：1、 探究种群数量的变化规律应以什么作为研究对象展开探究实验？2、 理想条件下种群数量呈现出怎样的变化规律？3、 资源有限现实条件下种群数量呈现出怎样的变化规律？4、 复杂条件下种群数量呈现出怎样的变化规律？5、 什么是理想条件？6、 什么是资源有限的现实条件？7、 什么是环境容纳量？8、 “S”型曲线何时增长速率最大？9、 渔业养殖要获得最大捕获量，应使鱼种群数量保持在多少？10、治理鼠害最根本的措施是什么？11、保护熊猫最根本的措施是什么？12、未来人类种群数量将呈现怎样的变化趋势？教学流程示意(可选项)小组代表汇报理想条件、资源有限条件、复杂条件下酵母菌种群数量的变化规律的实验探究过程，并进行自评、互评。创设情境问题，引入探究种群数量的变化规律分析总结理想条件下种群数量的变化规律总结建构数学模型的方法分析总结资源有限条件下种群数量的变化规律分析总结复杂条件下种群数量的变化规律种群数量变化规律在生产、生活、实践中的应用教学过程(文字描述)一、导入新课：（PPT：1-3）通过捕鱼图片引出问题：湖泊中的鲢鱼种群数量一般呈现出怎样的变化规律？要获得最大捕获量，应使鱼种群数量保持在多少？ 通过洞庭湖鼠患视频资料引出问题：洞庭湖区东方田鼠种群数量变化呈现怎样的变化规律？治理洞庭湖鼠患最根本的措施是什么？引出本节主题：种群数量一般呈现怎样的变化规律？提出问题：探究种群数量的变化规律应以什么作为研究对象展开探究实验？引出微生物作为实验研究对象的优点。引出研究方向：不同条件下酵母菌种群数量的变化规律。二、探究酵母菌种群数量的变化规律：（PPT：4）以酵母菌作为研究对象，学生代表陈述对理想条件、资源有限条件、复杂条件的理解，并陈述本组实验条件设置的理由，以及整个实验探究的过程。第一组：理想条件下酵母菌种群数量变化规律。第二组：资源有限条件下酵母菌种群数量的变化规律。第三组：复杂条件下酵母菌种群数量的变化规律。学生思考、自评、互评，教师进行适当评价。三、总结建构数学模型的过程：（PPT：5）确定研究对象，提出问题。提出合理假设。实验，运用数学语言进行表达。进一步实验或观察，对模型进行检验或修正四、分析、总结理想条件下种群数量变化规律：（PPT：6-8）通过观看细菌繁殖视频，思考理想条件下细菌增长的数学表达式。由特殊到一般，推出理想条件种群增长的数学表达式并绘制“J”型增长曲线。五、分析、总结资源有限条件下种群数量变化规律：（PPT：9-12）结合学生实验结果、高斯实验结果分析，资源有限条件下种群数量变化规律。解释环境容纳量及种“S”型增长曲线种群增长速率变化规律。六、分析、总结复杂条件下种群数量变化规律：（PPT：13-16）结合学生实验结果、蝗灾视频、东亚飞蝗种群数量变化曲线，提出问题：复杂条件下种群数量剧烈波动的原因。总结在复杂条件下，种群数量的变化规律。七、种群数量变化规律的应用：（PPT：17-21）结合渔业养殖图片，总结湖泊中鱼种群一般呈“S”型增长，要获得最大捕获量，应使鱼种群数量保持在K/2。结合洞庭湖鼠害、中国农业科学院上海兽医研究所等环境演变及三峡工程对洞庭湖区东方田鼠种群影响的评估 ，推知：三峡工程 洞庭湖洲滩面积增大 环境容纳量增大 汛期来临、洲滩面积减少 鼠患 降低环境容纳量是治理鼠害的最根本措施结合大熊猫化石、大熊猫分布图，总结提高环境容纳量是保护大熊猫的最根本措施。八、拓展延伸：（PPT：22-23）结合2000年来世界人口数量变化曲线，提出问题：你对“未来人类种群数量变化趋势”持怎样的观点?教学过程(表格描述)教学阶段教师活动学生活动设置意图技术应用时间安排1、情境引入资料：捕鱼（图片）、洞庭湖鼠患（视频）问题：湖泊中的鲢鱼种群数量一般呈现出怎样的变化规律？要获得最大捕获量，应使鱼种群数量保持在多少？ 近些年来洞庭湖东方田鼠频频引发鼠患，思考治理洞庭湖鼠患最根本的措施是什么？ 探究种群数量的变化规律应以什么作为研究对象展开探究实验？ 由于动植物繁殖一代所需时间较长，所以我们常以微生物（如酵母菌）作为研究对象。学生思考、回答创设问题，引入新课。PPT视频资料2分2、小组汇报理想条件、资源有限条件、复杂条件下酵母菌种群数量的变化规律以酵母菌作为研究对象。第一组：理想条件下酵母菌种群数量变化规律。第二组：资源有限条件下酵母菌种群数量的变化规律。第三组：复杂条件下酵母菌种群数量的变化规律。教师进行适当评价。1、学生代表陈述对理想条件、资源有限条件、复杂条件的理解，并陈述本组实验条件设置的理由，以及整个实验探究的过程。2、学生思考、自评、互评。通过各小组课前分析讨论设计相应实验条件，探究不同条件下种群数量变化规律。体验在实验探究中建构数学模型的过程。学案 16分3、总结建构数学模型的过程确定研究对象，提出问题。提出合理假设。实验，运用数学语言进行表达。进一步实验或观察，对模型进行检验或修正学生思考。体现生物学科与数学的紧密联系。PPT2分4、分析、总结理想条件下种群数量变化规律。资料：播放细菌繁殖视频。问题：在理想条件下，细菌数量每过一小时就是原来的8倍，求10个细菌2小时后的数量？答案：1082=640(个)内容：建构理想条件下，种群增长的数学表达式。问题：理想条件下，某种群起始数量为N0，种群数量每过一年就是原来的倍，求t年后种群的数量Nt？答案：Nt=N0t（1）总结：理想条件下，种群数量的变化规律。（板书）学生计算、思考、回答。1、将生物学问题转化为数学问题。2、由特殊到一般，推理理想条件种群增长的数学表达式。PPT视频资料学案4分5、分析、总结资源有限条件下种群数量变化规律。资料：学生实验结果、高斯实验结果分析。内容：解释环境容纳量（K）。问题：环境容纳量是恒定的吗？看图分析种群增长速率是怎样变化的？何时最大？作业：逻辑斯蒂方程G=rN(1N/K) ，分析当N=？，G（增长速率）最大？总结：在资源有限的条件下，种群数量变化规律。（板书）学生观察、思考、讨论、回答。利用三组同学的实验结果分析环境容纳量不是固定值。PPT学案9分6、分析、总结复杂条件下种群数量变化规律。资料：学生实验结果、蝗灾视频、东亚飞蝗种群数量变化曲线。作业：思考东亚飞蝗种群数量剧烈波动的原因。总结：在复杂条件下，种群数量的变化规律。（板书）学生观察、思考 。利用实验结果、资料分析波动和下降。PPT学案4分7、种群数量变化规律的应用。资料：渔业养殖（图片）。总结：一般呈“S”型增长，要获得最大捕获量，应使鱼种群数量保持在K/2。资料：洞庭湖鼠害。中国农业科学院上海兽医研究所等环境演变及三峡工程对洞庭湖区东方田鼠种群影响的评估 三峡工程 洞庭湖洲滩面积增大 环境容纳量增大 汛期来临、洲滩面积减少 鼠患 降低环境容纳量总结：降低环境容纳量是治理鼠害最根本措施。资料：大熊猫化石、目前大熊猫分布范围图。总结：提高环境容纳量是保护大熊猫的最根本措施。学生观察、思考、讨论、回答。理论联系现实生活。PPT7分8.拓展提高资料：2000年来世界人口数量变化曲线。延伸讨论：未来人类种群数量的变化趋势。学生观察、思考、课下讨论回答。理论联系现实生活。PPT1分学生学习效果评价学生代表陈述本组实